房建工程中防止地基濕陷沉降的方法研究

文/ 易韶宇 湖南省第二工程有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410015

1、引言

處于黃土地質(zhì)的房建工程，黃土的含水量和干密度直接影響其濕陷系數(shù)，如果地基的處理和設(shè)計(jì)稍有不當(dāng)很容易產(chǎn)生濕陷沉降，導(dǎo)致房屋的結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，因此必須采用適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)地基進(jìn)行加固，防止地基的濕陷性沉降[1]。在眾多方法中，利用生石灰這種課膨脹材料進(jìn)行頂升是一種高效的防止地基深陷沉降的方法，生石灰樁的吸水膨脹特性可以降低黃土含水量，同時(shí)提高地基土密度[2]。本文對(duì)處于濕陷土質(zhì)的房屋進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，在此基礎(chǔ)上采用生石灰膨脹頂升進(jìn)行了地基加固，進(jìn)而達(dá)到了防止地基濕陷沉降的目的。

2、房建地基濕陷沉降的檢測(cè)分析

本文檢測(cè)的房建工程地基土層情況較為復(fù)雜，含有少量雜填土的素填土層厚度在1.2m到3.3m之間，灰土厚0.7m到2.5m，黃土狀土和黒壚土的層厚度分別為2.2-4.2m和0.8-1.8m，黃土以及古土壤的厚度分別在4.8-6.8m和1.2-1.7m之間，其中素填土、黃土狀土、黒壚土、黃土和古土壤的濕陷系數(shù)分別為0.001、0.021、0.027、0.014和0.021。對(duì)房屋進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，首先對(duì)房屋的傾斜進(jìn)行了觀測(cè)，結(jié)果如圖1所示，采用的儀器是電子經(jīng)緯儀(DT系列)，從圖1可以看出，房屋整體傾斜方向?yàn)闁|南。

圖1 房屋的傾斜觀測(cè)結(jié)果

之后對(duì)房屋的沉降進(jìn)行了觀測(cè)，對(duì)于濕陷沉降的觀測(cè)采用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀(DZS3-1)，得到圖2所示的沉降結(jié)果。

圖2 房屋的沉降觀測(cè)結(jié)果

分析沉降觀測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，房屋的傾斜主要是由于地基的濕陷沉降引起的，這可能與房屋建設(shè)中的設(shè)計(jì)方案不適合有關(guān)，原方案中，地基部分采用的是灰土換填，檢測(cè)結(jié)果顯示，在距離地表不到15m的距離為卵石層，同時(shí)房屋的主體結(jié)構(gòu)框架只有四層，因此最優(yōu)方案為采用樁基礎(chǔ)。在對(duì)房屋進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)還發(fā)現(xiàn)該房屋的給水排水管道采用的是直埋PVC管的方式，深度為1.6m。。該房屋所處的地點(diǎn)的土質(zhì)為濕陷性土質(zhì)，要求各種管道距離墻壁的防護(hù)距離應(yīng)當(dāng)大于5m，而實(shí)際管道距離房屋墻壁僅有2.5m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于要求距離，因此管道破裂后的滲水經(jīng)由灰土層逐漸進(jìn)入地基中，從而引發(fā)黃土層的濕陷沉降。

3、地基加固方法和效果

3.1 加固方法

本文研究的房屋地基，由于管道滲水導(dǎo)致的黃土濕陷使得地基發(fā)生濕陷沉降導(dǎo)致房屋傾斜，對(duì)于這種情況，采用誘導(dǎo)沉降和利用可膨脹材料對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行頂升是首選方案，也可以采取一些糾正傾斜的措施保證房屋安全；如果房屋的整體剛度較好，對(duì)于地基沉降較大且具有厚軟土層的房屋，頂升和加載(橫向)是最佳方法；但由于此房屋的住戶已經(jīng)對(duì)房屋的地下管道進(jìn)行了更換，如果采用誘導(dǎo)沉降，需要將多達(dá)15根軸在房屋的東南方向進(jìn)行沉降，施工難度較高，同時(shí)會(huì)對(duì)更換的管道產(chǎn)生影響，工程的造價(jià)也會(huì)偏高，因此本文利用可膨脹材料(生石灰樁)進(jìn)行頂升。

3.2 加固效果

圖3 加固后沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布

圖4 地基加固后的沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果

對(duì)該房屋進(jìn)行頂升法加固，施工工期為90d，在加固工程期間，選擇不同的沉降觀測(cè)點(diǎn)，如圖3所示，在各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)每隔15d進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)沉降量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)分別為1#，2#，3#，12#和13#，將這五個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降數(shù)據(jù)作圖，得到如圖4所示的沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果，從圖中可以看出，各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)在60d時(shí)的沉降量最大，隨著施工的進(jìn)行，生石灰樁吸水膨脹發(fā)生的頂升作用開(kāi)始顯現(xiàn)，沉降量逐漸減小，在第90d時(shí)沉降量各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)發(fā)生了回升。

表1 加固后地基土基本物理參數(shù)的變化

由于生石灰樁的長(zhǎng)度限制，可能會(huì)導(dǎo)致頂升加固的效果不理想，但從圖4的結(jié)果可以看出，房屋地基的沉降得到了一定程度的緩解。對(duì)地基土的基本物理參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試，也可以反映出該方法對(duì)地基濕陷沉降的控制效果，如表1所示，從表1可以看出，加固后地基的含水量大幅下降，同時(shí)壓實(shí)系數(shù)得到了提高。

結(jié)論：

綜上所述，利用生石灰樁的吸水膨脹作用對(duì)房屋地基進(jìn)行頂升，可以達(dá)到防止地基濕陷沉降的效果，從加固效果來(lái)看，這種方法對(duì)于地基的加固是成功的。對(duì)于房建工程中地基的濕陷沉降，應(yīng)當(dāng)在分析沉降原因的基礎(chǔ)上采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行加固，才能達(dá)到預(yù)想效果。